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1、课程名称：铁路施工组织与管理设计题目： 铁路土石方工程施工组织设计 院 系：土木工程系专业：铁道工程kok电子竞技：2006级姓 名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2009年10月28日课程设计任务书专业 铁道工程 姓名学号_开题日期：2008年10月13日 完成日期：2008年10月28日题 目： X X新线铁路土石方工程施工组织设计一、设计的目的1、通过课程设计，掌握铁路土石方工程施工组织设计；2、 通过实际操作，会熟练运用Word、Excel、CAD等软件；3、能运用所学铁路轨道、路基工程及相关规范、手册等，解决铁路施工 组织的土石方计算、调配、工期计算、劳动力、机械的安排及施工平面 图布置等实际

2、工程问题；以提高所学知识的运用能力。、设计的内容及要求1、计算基地及基地两侧路基土方工程量;2、确定土方调配方案，选择施工方法；3、选择施工机械，确定施工机械走行路线: 4、计算施工工期；布置现场平面图。三、指导教师评语四、成绩指导教师（签章）年 月 日铁路施工组织与管理课程设计任务书一、设计题目：泌新线铁路土石方工程施工组织设计工程施工队承担XX线铁路临时轨排基地的土石方工程任务，（其中包括 基地面积为长300m宽90m的广。换亓讲嘌叵呗吠馍500m的路基土石方工 程）。基地初步标高按线路设计标高取平均值；泄水坡为单向坡i=3%o； 土方边坡 挖方为1:1.25,填方为1:1.5。原始资

3、料为 江（村）-江（永） 线 DK102+800 至 DK103+800 段 设计平面图及纵断面图各一份，线路为一级单线。、施工条件:1. 计算所需的施工机具均按需配备供应；2. 所需劳力全部满足要求；3. 施工在非雨季进行，月平均气温为 20°C二、设计内容1. 计算基地及基地两侧路基土方工程量；2. 确定土方调配方案，选择施工方法；3. 选择施工机械，确定施工机械走行路线;4. 计算施工工期；布置现场平面图。四、设计成果及要求：1. 编写课程设计说明书，（约8000字）2. 绘制现场平面布置图1张（2#图纸）3. 绘制路基横断面图（比例：1: 200）设计内容（一）工程量计算（1

4、）站场基地土方量1 .按要求布置方格网于线路（即本段线路DK102+800DK103+800 ）范围内，具体位置 - - 2DK103+400DK103+700作为站场基地，其面积为300 90m，每个方格边长为 30m,基地设计高程取该段线路标高平均值，故由该段线路纵断面图可知基地初步设计标高为Hn209.57 207.872208.72m，方格网各角点高程可直接在图上由内插法查得如图2.基地方格各角点设计标高近似取站场形心为重心，即O点为站场设计标高点 H n = 208.72m角点设计高程Hn = Ii，基地泄水坡为单向坡i =3°00比“ =208.72 -45 3°

5、;00 = 208.59mH1222 =208.72 -15 3°00 = 208.68mH2333 =208.7215 3000 = 208.77mH2333 =208.72 45 300 208.86m3.施工高度hh = Hn - H地（计算“ +”为填方，“一“为挖方）计算数据如下：hi = 1.17m, h2 = 0.64m , h3 = -0.33m , h4 = -0.27m , h5 = -0.05m , h6 = 0.34m ,h7 二 0.67m , % = 0.69m , h9 = 0.47m , h0 二 0.37m , h1 -0.60mh12 =-0.85

6、m, h13 二-0.47m , 04=-0.14m , h15 = 0.14m , g6 二 0.19m , h17= 0.26m ,h18 =0.74m, h|9 =0.80m ,h20=0.89m , h21 = 0.84m, h22 二 0.92mh23 二-0.75mh24 = 一0.36mh25 二 一 1.07mh26 二 0.25m,h27 二 0.77mh28 二0.83mh29 =0.90m , h30 =0.93m , h31 =0.91m , h32 二0.94m,h33二0.92mh34 二1.26m, h35 二-1.14m , h36 二0.76m , h37 二

7、0.16m , h38 =-0.22m,h39二-0.18mh40 二0.24m,h41 =0.28m, h42 二0.34m , h43 二0.17 m, h44 二0.14m4. 确定零线按公式x-i旦a,x2g +h2x1, x2-零点至方格角点距离；h 1,h 2为相邻两角点施工高度绝对值a-方格边长30m门2 -临J -CE i乜5 -戍6 )347 ®2用9 :町It诩 ：厨计算得依次从左上向下，再从右下至上，求角点至零线距离：ah530 父 0.05-在角点 5-6 线上，x5 6-3.846mx6< = 30 - 3.846 = 26.154mh5+h6 0.0

8、5+0.34在角点 5-16 线上，x546ah5300056.250m.x6_5 =30 -6.250 =23.750 m馆+60.05+0.19在角点4-15线上,x41530 0.2719.756m,415 h, h150.27 0.14x15厂30 -19.756 = 10.244m在角点14-15线上,Xl4 1530卫14 = 15.000m.hu h150.14 0.14在角点25-26线上,在角点26-37线上,在角点27-38线上,在角点28-39线上,在角点39-40线上,X15 二4X25 _26X15 .14X26 J37X15 二4X27 J38X15 .14X28

9、J39X15 二4X39 40X15 44=30-15.000 = 15.000m30 1.0724.318m.h25 ' h26 1.07 0.25= 30-24.318 = 5.682ma * h2530><0.25 = 18.293m.d6 削70.25 0.16=30-18.293= 11.707ma *h27沁L = 23.333m.07 hs80.77 0.22=30-23.333 = 6.667m30 0.83 24.653m.08 h390.83 0.18=30-24.653 = 5.347m30 0.180.18 0.24 =12= 30-12.857=1

10、7.143m5 计算各方格土方量查教材铁路施工组织设计常用方格网点计算公式表可得各方格土方量:V5（）V5(JV6V7MoV1iVI2VI3V16(1.17 -0.64 . 0.47 -0.85 704-)30V| :430V240.33 0.270.14210.244 15.000.、(30 ) =121.829m ()23一(0.640.33 0.140.47) =355.5m ()V3V4()5吗 15.°00 空=3.585口3(.)=聖(0.14 - 0.19) (10.244 23.75) =42.068m3( )8303(0.05 - 0.27) (6.25 19.75

11、6) = 31.207 m3(-)0.340.260.19 (30 23.8466.25)=140.301 m3()60.200 m(0.340.670.740.26)(0.670.690.800.74)=452.25=652.53(-)30 2430 245x 6 25 x302(0.69 0.47 0.89 0.80) = 641.25m3()43023(0.47 0.37 0.84 0.89) = 578.25m3() 4302(0.37 0.60 0.84 0.92) =614.25m3()43023(0.85 0.47 0.75 0.36) = 546.75m3(-) 43023(0

12、.47 0.14 1.07 0.36)= 459m3(-) 4303(0.14 1.07) (15 24.318)= 178.405m3 (-) 8303(0.14 0.25) (15 5.682) =30.247m3() 83023(0.14 0.19 0.77 0.25)=303.75m3() 43023(0.19 0.26 0.83 0.77) = 461.25m3 () 4302(0.26 0.74 0.83 0.90) = 614.25m3 ()m3()m3()V17V18V19V21V 2223232424252526262728293030243023(0.740.90 0.80

13、 0.93) = 758.25m ()3(0.80 0.93 0.89 0.91) = 794.25m3()4302(0.840.94 0.890.91805.5m3()43023(0.840.94 0.920.92) =814.5m ()30(0.75430(1.0741.070.761.260.360.760.360.16(305.68218.2930.2530(0.160.22)(11.707(0.250.77)(18.293(0.220.18)(5.347(0.830.77)(18.293+0.900.24683083083080.83255.34712.8570.1830 21.14

14、)1.14)二5.682789.75 m 3 ( -)749.25 m 3 ( -)4.331 m6.667)23.333)6.667)23.333)18.293)=337.51626.183m 3 (-)(-)二 159.219m 3()二 18.021 m287.9165.34712.8572.062（一）m 3()341.0573()(0.900.270.930.28)=535.5(0.910.340.930.28)工 553.5(0.910.340.940.17)=531 m(0.920.140.940.17)工 488.256m4m43()3()m 3()30 230 23()430

15、 2V 填 1 = 10307.224 m 3 ( + )计算得：3V 挖=4319.923 m 3 (-)6 计算边坡土方量绘出边坡图如图：r*=4 73挖方区填方 区9122-1”*1其中三角棱锥体：7边二-Fl3三角棱柱体:123V1(1.262 1.25 0.5)(12.857 150) =53.865m3()31233V21.251.26 =1.042m (-)31 25V3(1.262 1.172) 90 =61.123m3(-)4V4 二丄 1.252 1.173 =0.834m3(-)43123V5(0.5 1.17 1.25)(3.846 120) = 35.319m (-)

16、3123V (0.5 0.62 1.5)(26.154 150)=15.834m3( ) 31233V71.50.6 = 0.162m ()31 5223V8(0.62 0.142) 90 =12.812m3()4V9 1.52 0.143 =0.002m3()V10(0.5 0.142 1.5)(17.143 120) =0.672m3() 3V挖252.183m3(-)V填2 = 29.482m3()7.计算基地总土方量10336.70629.482V填 2 二 10307.224 m 310337 m34472.106V挖 2 二 4319.923m 34472 m 3V 借二'

17、 V填- ' V挖 10337152.183-44725865 m3(2)基地两侧路基土方量计算本段线路为一级单线，从路基规范中查得路基面宽度。路堤 B=7.5m,路堑 B=7.1m相关参数见路基横断面图下面按平均面积法计算土方量：骨口. 序号里程(m)挖方面积Fw(m2)填方面积Ft(m2)挖方量Vw(m3)填方量3Vt(m3)1DK102+8004.29216.3931527682DK102+8501.77214.341909643DK102+9001.81224.2319512494DK102+9501.99925.724946465DK103+0001.7560.1165513

18、6DK103+5020.26882607DK103+10012.78640208DK103+1503.278104109DK103+2000.8900.4007114410DK103+2501.9585.3409774311DK103+3001.90824.38492119612DK103+3501.77823.46289132613DK103+4001.77629.56989150814DK103+4501.78530.75690159315DK103+5001.83232.94891156316DK103+5501.78829.58091194517DK103+6001.86348.212

19、93201118DK103+6501.85032.24298146419DK103+7002.07226.329110123220DK103+7502.33222.936105123321DK103+8001.87226.369342919598（二）确定土方调配方案（1）区间土方调配本段线路以路堤较多，大多以半堑半堤为主，所以土方尽量采用横向移挖作填及 取土坑取土。条件允许下可以采用纵向移挖做填。A 经济运距计算.A + （L 弃 + L。゜按公式L二ba-晁im土并装到运送工具上的费用b- -1m3土运送1m距离的费用查铁路工程定额 LY-46可得，A=1.06 元/m3，查LY-142

20、可得，b=0.0046元/m3mL弃取250m, L取取150 m最大经济运距A （弃。゜°6 WO。.嘶虫咖 b0.0046B .横向运距均按无上、下坡考虑: 按公式：LkLpWk2-mk *Hk li np hpBp-2mp *H p I2 他讥dp-260.55 1.25Hk2 kdk=161.75 1.5H p2 p其中：Wk-路堑底宽（取7.1m）, m k- 一路堑边坡（1:1.25）Hk -路堑深度，h 一 一隔带宽（取250m）np 一 一弃土堆边坡（1:1）, h p 一 一弃土堆高度（取2m） dp 一 一弃土堆顶宽（取10m）, B-路堤顶宽（取7.5m） m

21、p -路堤边坡（1:1.5）, H p -路堤高度12 一一护道宽（150m）, nk - -取土坑边坡（1:1.5）hk -取土坑深度（取2m）, dk取土坑底宽（取10m）1.横向运距第一个横断面：横向取土运距: 第二个横断面：横向取土运距: 第三个横断面：横向取土运距: 第四个横断面：横向取土运距: 第五个横断面：横向弃土运距: 第六个横断面：横向弃土运距: 第七个横断面：横向弃土运距: 第八个横断面：横向弃土运距:Lp =161.75 1.5HLp =161.75 1.5HLP =161.75 1.5HLP =161.75 1.5HLk =260.55 1.25HkLk = 260.5

22、5 1.25HkLk 二 260.55 1.25H kLk = 260.55 1.25Hk= 161.75 1.5 1.99 : 165m= 161.75 1.5 1.43 ： 164m= 161.75 1.5 2.31 ： 165m= 161.75 1.5 2.31 ： 165m= 260.55 1.25 0.08 : 261m= 260.55 1.25 1.59 ： 263m= 260.55 1.25 1.13 ： 262m= 260.55 1.25 0.35 : 261m第九个横断面：横向弃土运距:第十个横断面：横向取土运距:Lk =260.55 1.25Hk =260.55 1.25

23、0.02 ： 261mLP =161.75 1.5Hp =161.75 1.5 0.61 ： 163m第十一个横断面：横向取土运距：Lp=161.75 1.5Hp=161.751.52.2165m第十二个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.1165m第十三个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.5166m第十四个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.6166m第十五个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.84166m第十六个横断面：横向取土运距：Lp

24、=161.751.5Hp=161.751.52.58:166m第十七个横断面：横向取土运距：Lp=161.75 1.5Hp=161.751.53.74:167m第十八个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.78:166m第十九个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.48：165m第二十个横断面：横向取土运距：Lp=161.751.5Hp=161.751.52.23:165m第二十一个横断面：横向取土运距：Lp =161.75 1.5H 161.75 1.5 2.37 :- 165m由上可知，进行路基土石方调配分段2.调配方

25、法采用表上作业法进行调配，见下表:起讫里程段 落 编 号断面方数m3利用方数m3自何 处来 往何 处去运距m施工方法及数量/ m3路堤路堑路堑路堤往 路 堤往 弃 土 堆自取 土坑自 路 堑纵向 做填人力 施工机械施工DK102+800 103+0001362743143113264311870DK103+000103+2002003627本段 调配165DK103+000 103+20021318831313DK102+8002001183103+000DK103+200103+3003887168168719168本段调配164887DK103+300103+400425221811812

26、341181本段调配1652522DK103+400103+500531011791792922179本段调配1663101DK103+500103+600635081821823326182本段调配1663326DK103+600103+700734751911913284191本段调配1663284DK103+700103+800824652152152250215本段调配1652465(2)站场土石方调配1各调配区域重心计算：Z V *x按公式：X，丫计算Z VZ V计算得：挖方区W| : xw厂 48.09m, yw厂 24.73m挖方区W2 : Xw2 二 51.61m, yw -2

27、5.04m挖方区 W3: Xw3 二 190m, yw3 172.5m填方区 t1 : xT1 T34.81m, yT1 = 20.12m填方区 t2 : xT2 二 134.93m, yT2 二 19.51m填方区T3: Xt3 = 220m, yT3 15m填方区 T4: Xt4 = 220m,yT4 T5m由两点间距离公式求得各填挖方间距:W1T8 7m, W/T= 9 7 m, T 176m,W歹 2 12m 她人=95口, Vy T= 83m, W T 169m,0訐 2 1 2mW3T1 6 2m ,W/ T= 1 26m W T 1 2 m16m各调配区域土方量和平均运距见下图:

28、2 表上作业法进行最优土石方调配A 土方调配表土方调配表挖方区填方区挖方量（沁T1T2T3T4XII87X1297X13176X14212W12188W2X21| 95X2283X23r 169X242122284W3X31I 200I 163X33160X342005865量219420913026302610337B.制初始调配方案采用最小元素法进行调配见下表初始调配方案挖方区填方区挖方董T1T2T3T4218887X9717&212W1XX2188V2695209183X1691872284W3X200X163302616020028395865挖方豈21942091302630

29、2610337由初始调配方案，计算其目标函数值为：S = 87 2188 95 6 2091 83 3026 160 187 212 2839 200 = 11456083(m3 - m)那么，计算所得的 S =：1233026(m3 -m)是否是minS的问题应由最优化检验确定C调配方案最优化检验采用假想运距法进行检验见下表假想运距表挖方区填方区TLT2T3T4VI87、* 丿-164-丘04XW2U/E<>212XW383 -71' 160-200用原运距减去假想运距来检验上表，表中出现负值，说明方案不是最优的，需进行调整。检验表挖方区填方区T1T2T3T4W10128

30、00-30W31179200D .方案调整，采用闭合回路法进行调整，如下表闭合回路表T1T2T3T4VIV2XA187.1.W313026 <V2839在闭合回路上，对各顶点的运量，将其最大运距的有解方格变为零，使其满足平衡条件，得出新的最优方案，如下表新调配方案挖方区填方区挖方量T1T2T3T4VI87X97176212XX2188W295831692126£091187X£284W3200163160200XX5865挖方量E19420913026302610337新方案经检验，均为大于 0，故方案为最优，其目标函数值为：S = 87 2188 95 6 2091

31、 83 2839 160 187 1693026 200 = 1455522(m3 - m)E.绘制土方调配图!y（三）确定施工方法，选择施工方案施工方法的确定，根据土石方工程量大小及其分散程度；填、挖方的位置及其运距大。坏 形情况、施工工作面的大。灰约笆┕さノ坏募际跆跫等。因我国长期以来，采用人工施工及半 机械化施工中，己形成很多形之有效的施工方法。故根据本工程特点，选用机械施工为主，并配合人工作业，实行一天两班制作业。站场及路 基土石方均采用平行流水作业施工，分开进行，施工尽量考虑移挖作填，站场由于填方量过大， 故考虑在附近的荒地开垦进行借土。（四）选择施工机械，确定走行路线根据机械工

32、作限额表；以及各种运输方法及运用范围表，再根据本工程站场土石方相对 比较集中等。站场选用挖土机配全自卸汽车，（1）站场土石方工期计算站场采用机械施工，查教材铁路施工组织设计土石方工程施工进度综合指标表可知3土石方机械施工综合指标为 200,000 m /队月，采用一天两班制。10337一上330十天（取2天）2000003（2）挖土机数量确定，选用 W100正铲挖土机，斗容量为 1 mN=Q/P*T*C （台）Q - -土方量（m3）, P-单斗挖掘机生产率（m3/台班）C-每天工作班数（取2班）挖土机生产率P3600竺 =8 3600tKs400 9310.85 = 478.96m /台班1

33、.15t _ 一挖掘机每次作业循环时间,取40sKe _ _土斗充盈系数取0.9乓土的可松系数取1.15心-工作时间利用系数取0.85由前面站场土石方量计算知Q=10337 m310337故解得 n 103375.4（取6台）2 汉2 汉478.96（3）运土车辆配套数量计算，选用4t自卸车运土。nTlt1=-运土车每一工作循环延续时间（mi n）T 1=t< 丄 t 2 t 31 Vc23h 一 _运土车辆每次装车时间n 一一装车次数n二 QKcq c *r3次,0. 9 11. 71. 1 5Q -运土车辆载重取 4t,r - -实土容重取1.7吨/m3I -运土距离取平均运距133

34、m, t 2-卸土时间取1min t3 -操纵时间取3min, Vc -汽车运行速度取20km / h 故t 1二 n t =3 40 =120s=2minTi =21 3=6.8min20 1000N1T1(4)计算自卸车数量时考虑由挖方区（或取土坑）至填方区平均距离，且采用流水作业施(5)工，故站场施工机械配备为:六台斗容量为1 m3的W100正铲挖土机，四辆4吨自卸车铲运机施工 路基土石方工程采用铲运机施工,根据该路段地形，且施工地段较长，场地相对平坦结合施工特点等，选用"：:"字型路线。6 8 =3.4(取4辆)t1 2（五）施工工期计算（1） 土石方集中地段工期计

35、算330m3 /台班，人工产量定额25.25m3/工日，在正线路基土方施工中，采用3台斗容量为6m3的铲土机，每天2班制，人力施工采用 50人，分两班使用，采用平行流水施工法。起讫里程人力施工方（m3）机械施工方（m ）人力施工期（天）机械施工期（天）DK102+800-103+00036271.8DK103+00Q-103+20011830.6DK103+200-103+3008870.7DK103+300-103+40025221.3DK103+400-103+50031011.6DK103+500-103+60033261.7DK103+600-103+70032841.7DK103+7

36、00-103+80024651.2人力施工工期为1天，机械施工工期为 10天，所以正线路基土石方施工工期为10天。g *a * n（工作天）w -土石方集中地取的工程数量g-某种机械设备的台班产量a-每天作业班数（取两班 ）n-每班的机械台数（取3台）m3,按施工方计查铁路工程预算定额知：自行式铲运机空10m3台班产量定额为（普通土）（2）施工工期的总体要求路基土石方工程在每一施工区段准备工作完成后或进展到一定程度即可开工，也可与小桥涵洞同时开工，但其竣工应落后于桥涵工程，并必须在正线铺轨前半月完成，因此计算出工期，经验 算,工程不能在铺轨前半月完成，就将应考虑开工日期提前或增加机械 （或人力）及工作班数，以确 保施工任务如期完成。（六）施工场地平面布置图（详见附图）